JP3554855B2 - Metal shaft expanding device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属軸材の中間部を拡径成形することができる装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
中間部に部分的に拡径部が形成された金属軸材を製作する場合は、従来、当該軸材の径よりも大径の棒材を素材として、所望の拡径部を有する形状に削り出す方法が採用されてきた。しかしながら、大径の棒材を削り出す方法では、切削加工に手間がかかり、材料的にも無駄が多くなるので不経済であった。
【0003】
一方、機械装置の動力伝動軸には、当該伝動軸よりも径の大きい歯車、カム、スプロケットホイール等の機械部品を設けることが多いが、上記のように削り出しでこれらを一体成形するのは不経済であるので、別途製作したこれら大径の部品をボルト、溶接等で軸材に固着していた。金属軸材の中間部を所望の大径に膨らませることができれば、当該軸材を膨らませた部分に適当な成形加工を施すことによって上記大径の部品を一体成形することができるが、軸材の中間部を大径に膨らませることは従来不可能とされていた。
【0004】
金属軸材の中間部を簡単に拡径することのできる方法として、本願発明者は、金属軸材に回転と曲げと圧縮を作用させる方法を発明し、すでに特許を取得している(日本国特許第1993956号)。この新しい技術によれば、鋼材に切削加工等を施さなくてもその中間部の所望箇所を簡単に拡径することができるので、この拡径部を利用して歯車や大径部等を一体成形することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許発明の拡径方法を実施するための装置として、試験的な装置はすでに開発されているが、通常の生産での使用に耐えるほど十分に実用的なものは開発されていなかったため、せっかくの優れた技術がほとんど実用化されていないのが現状である。そこで、本発明は、上記新規な拡径技術を利用して部分的に拡径された軸材を簡単に製作することのできる実用性に富んだ拡径装置を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本発明にかかる金属軸材の拡径装置は、ワ−クである金属軸材を嵌合して保持する保持部を備え該保持部に金属軸材を嵌合保持した状態でモータによって回転駆動される駆動回転部と、前記駆動回転部の保持部に対向するように設けられた保持部を備え前記駆動回転部に対し互いに接近・離反する方向に相対移動自在で、かつその保持部が前記駆動回転部の保持部の軸心に対し傾斜するように回動軸を中心に回動自在に設けられた従動回転部と、当該従動回転部を駆動回転部に対し接近・離反する方向に相対移動させる送り手段と、前記従動回転部の保持部を前記回動軸を中心に強制的に回動させる偏倚手段と、前記従動回転部を駆動回転部に向かって押圧する加圧手段とを備え、前記従動回転部の保持部の回動中心となる回動軸は、前記駆動回転部の保持部によって保持された金属軸材の中心線から折り曲げ方向と反対側に外れた位置に設けられていることを特徴としている。
【0007】
この拡径装置を用いて金属軸材の拡径を行う場合は、駆動回転部と従動回転部を、互いの保持部の軸心が同一線上に位置するように配置し、両保持部によってワークである金属軸材を保持する。然る後、駆動回転部を駆動して軸材を回転させつつ、加圧手段で金属軸材を軸方向に加圧するとともに、偏倚手段により金属軸材が所定の角度に折り曲げられるように従動回転部側を駆動回転部の軸心に対し傾斜させる。この偏倚手段による金属軸材の折り曲げは、その折り曲げ作用の中心となる従動回転部の回動中心が元の金属軸材の中心線から折り曲げ方向と反対側に外れた位置に位置するように設定して行うのが望ましい。このようにしておくと、金属軸材は折れ曲がったまま回転するが、折り曲げ作用の中心が金属軸材の中心線から折り曲げ方向と反対側に外れた位置にあるので、折れ曲がり部に常に圧縮方向の力が作用し、圧縮・引張が交互に作用することによる疲労破壊が生じない。この回転と折り曲げと加圧により、駆動回転部の保持部先端と従動回転部の保持部先端との間の部分が次第に膨張し、その分だけ従動回転部が駆動回転部側へ移動するが、この間も金属軸材に常に圧縮応力が作用するように加圧を作動し続ける。
【0008】
所望の拡径状態が得られたら、回転と加圧を続けながら偏倚手段を元の状態、すなわち駆動回転部側と従動回転部側の軸心が一致する状態まで復帰させた後、回転と加圧を停止して軸材を取り外せばよい。
【0009】
なお、上記加圧手段としては、流体シリンダ、油圧ジャッキ等を利用することができる。また、偏倚装置としては、例えば、従動回転部の保持部をその軸心に対し回動自在に枢着支持しておき、ねじ式加圧手段等で軸心と直角な方向の力を作用させて傾斜させるようにしておけばよい。
【0010】
軸材を拡径した後は、両保持部から軸材を取り外す必要がある。この場合、軸材には加工中に大きな力が加えられているので、取り外し困難となることが多い。この取り外しは、加工により拡径した部分に係合する係合部を有する抜き取り具を用い、当該拡径された部分を利用して保持部から引き出すようにするのが便利である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面に表された本発明の実施の形態を例示しつつ、本発明をより具体的に説明する。図1、図2において、この拡径装置1は、床上に設置されるベース2の側部に一対の側板3,3が立設され、その上部に平面視長方形のフレーム4が設けられている。このフレーム4の前端部(図1における左側端部)には駆動回転部5が設けられている。
【0012】
駆動回転部5は、フレーム4の左右方向の部材4aに固着された支持筒体6に円筒状の保持筒10が回転自在に支承され、該保持筒の端部には従動歯車12が取り付けられている。保持筒10の内部には、ワークを保持するチャック部材としてチャックスリーブ15が嵌め込まれている。チャックスリーブ15の芯部にはワークが嵌合する保持孔16が設けられており、該保持孔の端部には雌ネジ部16aが設けられている。この雌ネジ部16aには、保持筒10の端部に設けたバカ穴10aを通して押出ネジ17が螺着される。
【0013】
上記支持筒体6の下方には駆動源であるモータ20が設置されており、その出力軸に取り付けた駆動歯車21が上記従動歯車12と噛合している。
【0014】
前記駆動回転部5に対向するように従動回転部30が設けられている。従動回転部30は、フレーム4の上縁部に設けたレール部31に沿って前後にスライドする摺動体35を備え、該摺動体の端部にはリング状の回動フレーム37が回動軸である軸36によって枢着されている。この回動フレーム37には従動側の支持筒体38が固着されており、該支持筒体38の内部に保持筒40が回転自在に支承されている。この保持筒40の内部には、上記駆動回転部のチャックスリーブ15と同様なワーク保持用のチャックスリーブ45が嵌合している。チャックスリーブ45の芯部には保持孔46が設けられ、該保持孔の端部には雌ネジ部46aが設けられている。この雌ネジ部46aには、保持筒40の端部に設けたバカ穴40aを通して押出ネジ47が螺着される。
【0015】
摺動体35の後部には送り装置50が設けられている。この送り装置50は、従動回転部30を駆動回転部5に対し接近・離反する方向に前後移動させる送り手段をなすもので、摺動体35の後端部にブラケット52が設けられ、該ブラケットに軸受53が設けられている。また、フレーム4の後端部の横枠4bには通孔54が設けられるとともに、前側には粗送り手段を構成する筒体55が固着されている。この筒体55には前後方向のスリット56が設けられ、内部には前後方向のネジ穴57aを備えた移動ブロック57が、その上端部に設けた突起57bを前記スリット56から突出させた状態で前後移動自在に嵌合している。
【0016】
前記ブラケット52の軸受53と横枠4bとによって送りロッド60が軸回りに回転自在に支持されている。このロッド60の外周部には雄ネジ60aが設けられ、これに前記移動ブロック57が螺合している。送りロッド60の前端部には抜け止め用のリング61が取り付けられ、後端部にはハンドル62が取り付けられている。
【0017】
従動回転部30の下側には加圧装置70が設けられている。この加圧装置70は、前記従動回転部30を駆動回転部5に向かって押圧する加圧手段を構成するもので、ベース2上に流体ジャッキである油圧ジャッキ71が設置されている。この油圧ジャッキの前寄り上部には軸73によって上下に回動自在に支持されたカム75が設けられている。カム75の前部には前記従動回転部の回動フレーム37の後部に係合する係合部75aが形成されている。また、カム75の後部側には前記油圧ジャッキ71のピストンロッド71aに当接して該ジャッキの押し上げ力を受ける受け部75bが設けられている。
【0018】
上記油圧ジャッキ71を作動させると、ピストンロッド71aが伸び出してカム75を押し上げる。図からわかるとおり、油圧ジャッキ71の加圧方向は駆動回転部5の中心軸の方向ではなく、それと交差する方向である。するとカム75は軸73を中心に図1の反時計回りに回転し、その係合部と回動フレーム37の係合を介して従動回転部30を駆動回転部5側へ前進させる。なお、油圧ジャッキ71としては、通常の乗用車のタイヤ交換等に用いられる手動式のジャッキを用いることができるが、油圧ジャッキの代わりに他の流体圧を利用するジャッキでもよく、場合によっては公知のネジ式ジャッキを用いることもできる。なお、手動式ジャッキの代りに、電力で作動する動力ジャッキを採用してもよい。
【0019】
前記従動回転部30には、該従動回転部を上下に回動させる偏倚手段として偏倚装置80が設けられている。この偏倚装置80は、上記従動回転部の支持筒体38に固着したナット部材82と、該ナット部材82に螺合するネジ棒85とを備えている。ネジ棒85の下端部は前記摺動体35に当接しており、その上端部にはハンドル86が取り付けられている。このハンドルを回すと、ネジ棒85が回転するが、当該ネジ棒85の下端部は摺動体35上面に当接しているので、ネジ棒自体は上下動せず、これに螺合しているナット部材が支持筒体38とともに上下動する。これにより、従動回転部30が軸36を中心として上下に回動するのである。
【0020】
この拡径装置1の使用に際しては、駆動回転部5のチャックスリーブ15と従動回転部のチャックスリーブ45にワークである金属棒(通常は鋼材)Wの端部をそれぞれ挿入して保持する。この場合、駆動回転部5の押出ネジ17の螺合量を適量の押出シロdが得られるように予め調節しておき、該押出ネジ17の端部に金属棒の端部が当たるまで挿入する。また、従動回転部30の押出ネジ47を調節して金属棒Wの後端部に当接させる。
【0021】
しかる後、送り装置50で駆動回転部と従動回転部の間隔を所定の間隔Dとする。この間隔Dは、所望の拡径が得られる距離であり、予め試験を行って決定しておく。この間隔調節は、送り手段を構成するハンドル62を操作して移動ブロック57をその突起57bがスリット56の後端部に当接するまで前進(粗送り)させた後、さらにハンドル62を回してロッド60を徐々に前進させることにより行う。ロッド60の先端部は従動回転部の摺動体35に接続されているので、従動回転部30がフレーム4に沿って前進する。この場合、チャックスリーブ15,45は金属棒を隙間嵌め状態でゆるく保持しているだけであり金属棒の端部が押出ネジ17に当接しているので、金属棒自体は移動しない。
【0022】
次に、加圧装置70で金属棒を軸方向に加圧し、偏倚装置80で従動回転部30を図3に示すように傾斜させる。この加圧は、油圧ジャッキ71を作動させ、カム75を矢印X方向に回転させることによって行う。上記加圧装置70と偏倚装置80を作動させた状態でモータ20を起動すると、チャックスリーブに保持された金属棒Wが折れ曲がった状態で回転し圧縮される。回転速度は毎分数回乃至数十回程度でよく、折り曲げ角αは3〜7度以上でよい。折り曲げ中心Pは、元の金属棒の中心線CLよりも外側に位置している。また、必要な加圧力は金属棒の太さ等によって異なるが、金属棒の単軸圧縮降伏応力の20〜30%の応力が生じる程度の加圧力で拡径できることが確かめられている(新居浜工業高等専門学校紀要第34巻「丸棒の直径拡大法の研究(第1報)」長田他)。
【0023】
上記回転、曲げ、加圧によりチャックスリーブ15,45の間隔部分、すなわちつかみ間隔部分が圧縮され拡径が行われる。この拡径の進行により、つかみ間隔が短くなり、ついには拡径部の両端部がチャックスリーブの端面に接するようになる。所望の拡径が行われたら、回転と加圧を継続しつつ偏倚装置80を元の状態に復帰させ、金属棒を直線化する。これにより、中間部が拡径した直線状の金属棒が得られる。そこで回転と加圧を停止し、金属棒をチャックスリーブから取り外す。
【0024】
金属棒は、両側のチャックスリーブ15,45に当初はゆるく嵌合(余りゆるいとその部分まで拡径されるので、適度のスキマ嵌め状態とする)していたが、上記回転、曲げ、圧縮によりチャックスリーブにきつく嵌り込んだ状態となり、容易には取り外すことができないことが多い。この場合は、駆動回転部の押出ネジ17をねじ込んで金属棒の端部を押圧する。すると、金属棒がその押出シロdだけ押し出され、拡径部の端部とチャックスリーブ端面との間にdだけ隙間ができる。そこで、この隙間部分に図12に例示するようなフック状の抜き取り具90の係合部91を嵌め込んで拡径部Gに係合させ、図1の右向きに引き出せばよい。抜き取り具90の基部には、円筒状の支持筒体6に外嵌する半円状の凹部92が形成されリング状の回動フレーム37の背面に係合する係合部93が設けられているので、この係合部を従動回転部30の回動フレームに係合しておき、送り装置50を逆向きに作動させれば金属棒を容易に引き抜くことができる。
【0025】
次に、図4乃至図6は上記と異なる実施形態を表すもので、上記実施形態では加圧装置70が油圧ジャッキ71とカム75で構成されていたが、本実施形態では加圧装置100として複動式の油圧シリンダ101が設けられている。すなわち、従動回転部30の摺動体35が第2の摺動体102上にスライド可能に載せられ、該第2の摺動体がフレーム4上を摺動するようになっている。送り装置50のロッド60は上記第2の摺動体102に接続されており、第2の摺動体ごと従動回転部30を前後動させる。前記油圧シリンダ101は、第2の摺動体102の後部フレーム103と前記摺動体35との間に取り付けられ、摺動体35を前向きに押圧する。他の部分は上記実施形態と同様であり、同じ部分には同じ記号を付している。
【0026】
この加圧装置100は、油圧シリンダ101で従動回転部30を加圧するので、構造的に簡単であり、力の伝達効率も高い。また、油圧シリンダとして複動式のシリンダを使用すれば、拡径後の金属棒の引き抜きを当該油圧シリンダを利用して行うこともできるようになるので便利である。図13及び図14は拡径後の金属棒Wの抜き取り方法を表すもので、押出ネジ17をねじ込んでチャックスリーブ15から金属棒を若干押し出し、図12に例示する抜き取り具90の係合部91を金属棒の拡径部Gに係合する。抜き取り具90の反対側の係合部93は従動回転部の回動フレーム38の背面に係合する。この状態で送り装置50を逆向きに操作して従動回転部30を後退させると、拡径部Gに係合した抜き取り具によって引っ張られるので、金属棒が駆動回転部のチャックスリーブ15から抜き取られる。一方、従動回転部30のチャックスリーブ45からは人手で容易に金属棒を抜き取ることができる。
【0027】
図8乃至図11はさらに異なる実施形態を表すもので、本実施形態では、拡径装置110が公知の旋盤に組み込まれている。すなわち、111は公知のNC旋盤であり、その芯押し台105に拡径装置を構成する拡径ユニット120が組み込まれている。図の112は拡径装置の駆動回転部を兼ねたチャックであり、113はツールホルダである。
【0028】
拡径ユニット120は、アリ溝123を有するベース125の上に回転台127を取り付けたもので、この回転台127には芯押し台130と拡径ユニット120が並列に設置されている。そして、この回転台127を180度反転することにより、拡径ユニット120又は芯押し台130が前記チャック112に対向するようになっている。
【0029】
拡径ユニット120は、正面視上向きコ字型のフレーム135上に左右一対の第2の摺動体137がスライド自在に設けられ、該第2の摺動体にネジ穴を有するブロック138が固着されている。このブロック138のネジ穴には送り装置150を構成するネジ棒139が螺合しており、該ネジ棒の一方の端部には従動歯車140が取り付けられている。フレーム135の内部には送り用モータ143が設置されており、この送り用モータの軸に取り付けた駆動歯車145が前記従動歯車140に噛合している。上記モータ143を正逆回転させれば、ブロック138が第2の摺動体137と一体となってネジ棒139に沿って前後に移動する。送り装置としては、このようなモータによる自動送り装置150を設ける代りに、上記他の実施形態と同様な手動式の送り装置を設けておいてもよい。
【0030】
第2の摺動体137上には上記他の実施形態におけると同様な従動回転部30が設けられている。すなわち、この従動回転部の摺動体35が第2の摺動体137上にスライド自在に載置され、これに回動フレーム38が軸36によって取り付けられている。従動回転部の他の部分の構成も前記実施形態と同じである。
【0031】
偏倚装置80も前記実施形態と同様であり、従動回転部の支持筒体38に固着したナット部材82と、該ナット部材82に螺合するネジ棒85とを備えている。ネジ棒85の下端部は前記摺動体35に当接しており、その上端部にはハンドル86が取り付けられている。このハンドルを回すと、ネジ棒85が回転するが、当該ネジ棒85の下端部は摺動体35上面に当接しているので、ネジ棒自体は上下動せず、これに螺合しているナット部材が支持筒体38とともに上下動する。これにより、従動回転部30が軸36を中心として上下に回動する。
【0032】
加圧装置としては、上記第2の実施形態におけると同様な油圧シリンダ式の加圧装置100が設置されている。101は油圧シリンダで、背面側は第2の摺動体137のフレームに当接し、ピストンロッドは摺動体35を押圧するようになっている。
【0033】
この拡径ユニット120を用いて金属棒の拡径を行う場合は、金属棒の一方の端部側を旋盤のヘッドに設けられているチャックで掴み、他方を従動回転部35のチャックスリーブ45で保持する。従動回転部35の移動は、送り装置150の送り用モータ143を回転させることにより行う。この状態で前記実施形態におけると同様に回転、曲げ、加圧を付与して拡径を行う。
【0034】
この拡径装置100は、公知の旋盤に組み込まれており、駆動回転部は旋盤のヘッドの回転装置をそのまま利用することができるので経済的である。拡径ユニット120には駆動回転部以外の部分を設けておけばよいので、コンパクトなものとすることができる。図示例では、拡径ユニットが旋盤に必ず設けられている芯押し台と結合されており、回転台を前後反転することにより、芯押し台としての使用も、拡径ユニットとしての使用も可能であるからきわめて便利であるが、このように芯押し台と結合せず、拡径ユニット自体を旋盤の付属品として設けておくこともできる。
【0035】
なお、上記実施形態では、ワークである金属棒を保持するチャックスリーブとして、等径の保持孔を有するものが使用されているが、このチャックスリーブとしては、種々の形状、寸法のものを使用することができる。図15はチャックスリーブの交換を容易にした従動回転部(駆動回転部も同じ)の例であり、図16のチャックスリーブを使用すると、図17のような拡径部Gが得られ、図18のようなチャックスリーブを使用すると、図19のような段付きの拡径部G1 ,G2 ,G3 が得られる。チャックスリーブの外径は一定でも、内径の異なる種々のチャックスリーブを用意しておくと、金属棒の径が異なるものでもチャックスリーブを交換するだけで簡単に拡径することができるようになり、便利なものとなる。上記チャックスリーブの代りに、公知のチャックを用いることもできる。
【0036】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる拡径装置は、構造的に簡単であるとともに、簡単な操作で金属棒の中間部を拡径することができる実用性の高いものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の拡径装置の一例を表す側面断面図である。
【図2】その平面図である。
【図3】その動作を表す要部の断面図である。
【図4】上記と異なる実施形態における側面断面図である。
【図5】その平面図である。
【図6】その動作を表す要部の断面図である。
【図7】要部の断面図である。
【図8】更に異なる実施形態の説明図である。
【図9】その拡径ユニットの平面図である。
【図10】拡径ユニットの側面図である。
【図11】その正面図である。
【図12】抜き取り具の斜視図である。
【図13】抜き取り具の使用方法を表す側面図である。
【図14】その平面図である。
【図15】上記と異なる実施形態におけるチャックスリーブ保持部の断面図である。
【図16】チャックスリーブの一例を表す断面図である。
【図17】拡径成形後の金属軸の外観図である。
【図18】上記と異なるチャックスリーブの断面図である。
【図19】このチャックスリーブによる成形品の外観図である。
【符号の説明】
1 拡径装置
2 ベース
4 フレーム
5 駆動回転部
6,38 支持筒体
10,40 保持筒
15,45 チャックスリーブ
20 モータ
30 従動回転部
35 摺動体
37 回動フレーム
50 送り装置
57 移動ブロック
60 ロッド
70,100 加圧装置
71 油圧ジャッキ
75 カム
80 偏倚装置
90 抜き取り具
W 金属棒
G 拡径部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus capable of forming an intermediate portion of a metal shaft with a large diameter.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when manufacturing a metal shaft having a partially enlarged portion formed in an intermediate portion, a bar having a diameter larger than the diameter of the shaft is used as a material, and the material is cut into a shape having a desired enlarged portion. Have been adopted. However, the method of shaving a large-diameter bar is troublesome in cutting work and wasteful in terms of material, which is uneconomical.
[0003]
On the other hand, mechanical parts such as gears, cams, sprocket wheels and the like having a larger diameter than the power transmission shaft are often provided on the power transmission shaft of the mechanical device. Because of the uneconomical cost, these separately manufactured large-diameter parts are fixed to the shaft by bolts, welding, or the like. If the intermediate portion of the metal shaft can be expanded to a desired large diameter, the large-diameter part can be integrally formed by performing an appropriate molding process on the expanded portion of the shaft. It has heretofore been impossible to inflate the intermediate portion to a large diameter.
[0004]
The inventor of the present invention has invented a method of rotating, bending, and compressing a metal shaft as a method for easily expanding the diameter of an intermediate portion of the metal shaft, and has already obtained a patent (Japanese). Patent No. 1993956). According to this new technology, it is possible to easily expand the diameter of a desired portion in the middle of the steel material without cutting the steel material. Can be molded.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as a device for carrying out the diameter expansion method of the above-mentioned patented invention, a test device has already been developed, but a device practical enough to withstand use in normal production has not been developed. At present, excellent technologies have hardly been put to practical use. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a highly practical diameter expanding device capable of easily manufacturing a shaft member partially expanded by using the above-described novel diameter expanding technology.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration. That is, the metal shaft diameter expanding apparatus according to the present invention includes a holding portion that fits and holds a metal shaft material as a work, and the metal shaft material is fitted and held in the holding portion by a motor. A drive rotating unit that is driven to rotate, and a holding unit provided to face a holding unit of the drive rotating unit, the holding unit being relatively movable in a direction approaching / separating from the driving rotating unit , and the holding unit A driven rotating portion rotatably provided about a rotation axis so as to be inclined with respect to an axis of a holding portion of the driving rotating portion, and a direction in which the driven rotating portion approaches and separates from the driving rotating portion. Feed means for relatively moving the driven rotating section, biasing means for forcibly rotating the holding section of the driven rotating section about the rotation axis, and pressurizing means for pressing the driven rotating section toward the driving rotating section. comprising a rotating shaft serving as a rotation center of the holding portion of the driven rotary part It is characterized in that is provided at a position deviated to the side opposite to the direction bending from the center line of the holding metal shaft member by the holding portion of the driving rotary part.
[0007]
When expanding the diameter of the metal shaft using this diameter expanding device, the drive rotating unit and the driven rotating unit are arranged so that the axes of the holding units are located on the same line, and the work is held by both holding units. Is held. Then, while driving the drive rotating unit to rotate the shaft, the pressing unit presses the metal shaft in the axial direction, and the biasing unit is driven to rotate so that the metal shaft is bent at a predetermined angle. The part side is inclined with respect to the axis of the drive rotating part. The bending of the metal shaft by the biasing means is set such that the center of rotation of the driven rotating portion, which is the center of the bending action, is located at a position deviated from the center line of the original metal shaft on the side opposite to the bending direction. It is desirable to do it. By doing so, the metal shaft rotates while being bent, but since the center of the bending action is located off the center line of the metal shaft on the side opposite to the bending direction , the bent portion always has the compression direction. A force is applied, and no fatigue fracture occurs due to alternating compression and tension. Due to this rotation, bending, and pressurization, the portion between the tip of the holding part of the driving rotating part and the tip of the holding part of the driven rotating part gradually expands, and the driven rotating part moves toward the driving rotating part by that much. During this time, the pressurizing operation is continued so that a compressive stress always acts on the metal shaft.
[0008]
When the desired diameter-expanded state is obtained, the biasing means is returned to the original state, that is, the state where the axes of the drive rotating unit side and the driven rotating unit side coincide with each other while continuing rotation and pressurization, and then rotation and application are continued. Stop the pressure and remove the shaft.
[0009]
In addition, a fluid cylinder, a hydraulic jack, or the like can be used as the pressurizing unit. In addition, as the biasing device, for example, a holding portion of the driven rotating portion is pivotally supported on an axis thereof so as to be rotatable, and a force in a direction perpendicular to the axis is applied by a screw-type pressing device or the like. It is good if it is made to incline.
[0010]
After expanding the diameter of the shaft, it is necessary to remove the shaft from both holding portions. In this case, since a large force is applied to the shaft material during processing, it is often difficult to remove the shaft material. For this removal, it is convenient to use a removal tool having an engaging portion that engages with a portion whose diameter has been increased by processing, and to pull out the holding portion using the enlarged portion.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described more specifically while exemplifying embodiments of the present invention shown in the drawings. 1 and 2, in the diameter expanding device 1, a pair of
[0012]
In the
[0013]
A
[0014]
A driven
[0015]
A
[0016]
The
[0017]
A pressurizing
[0018]
When the
[0019]
The driven
[0020]
When using the diameter expanding device 1, the ends of a metal bar (usually a steel material) W serving as a work are inserted into and held by the
[0021]
Thereafter, the interval between the driving rotary unit and the driven rotary unit in the
[0022]
Next, the metal rod is pressurized in the axial direction by the pressurizing
[0023]
The rotation, bending, and pressurization compress the space between the
[0024]
At first, the metal rod was loosely fitted to the
[0025]
Next, FIGS. 4 to 6 show an embodiment different from the above. In the above embodiment, the pressurizing
[0026]
Since the
[0027]
8 to 11 show still another embodiment. In this embodiment, the
[0028]
The diameter-enlarging
[0029]
In the
[0030]
On the second sliding
[0031]
The biasing
[0032]
As the pressurizing device, a hydraulic cylinder
[0033]
When expanding the diameter of the metal bar using the
[0034]
The
[0035]
In the above-described embodiment, a chuck sleeve for holding a metal bar as a workpiece has a holding hole of an equal diameter, but various shapes and dimensions are used as the chuck sleeve. be able to. FIG. 15 shows an example of a driven rotary unit (the same applies to the drive rotary unit) that facilitates replacement of the chuck sleeve. When the chuck sleeve shown in FIG. 16 is used, an enlarged portion G as shown in FIG. 17 is obtained. When such a chuck sleeve is used, stepped enlarged portions G 1 , G 2 , G 3 as shown in FIG. 19 are obtained. Even if the outer diameter of the chuck sleeve is constant, if various chuck sleeves with different inner diameters are prepared, even if the diameter of the metal rod is different, it is possible to easily expand the diameter just by replacing the chuck sleeve, It will be useful. A known chuck can be used instead of the chuck sleeve.
[0036]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the diameter expanding device according to the present invention is structurally simple and has high practicality that can expand the diameter of the intermediate portion of the metal rod with a simple operation. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of a diameter expanding device of the present invention.
FIG. 2 is a plan view thereof.
FIG. 3 is a sectional view of a main part showing the operation.
FIG. 4 is a side sectional view of an embodiment different from the above.
FIG. 5 is a plan view thereof.
FIG. 6 is a sectional view of a main part showing the operation.
FIG. 7 is a sectional view of a main part.
FIG. 8 is an explanatory diagram of still another embodiment.
FIG. 9 is a plan view of the diameter expanding unit.
FIG. 10 is a side view of the diameter expanding unit.
FIG. 11 is a front view thereof.
FIG. 12 is a perspective view of the extraction tool.
FIG. 13 is a side view illustrating a method of using the extraction tool.
FIG. 14 is a plan view thereof.
FIG. 15 is a cross-sectional view of a chuck sleeve holding portion in an embodiment different from the above.
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating an example of a chuck sleeve.
FIG. 17 is an external view of a metal shaft after diameter expansion molding.
FIG. 18 is a sectional view of a chuck sleeve different from the above.
FIG. 19 is an external view of a molded product formed by the chuck sleeve.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diameter expansion device 2 Base 4
Claims (5)
の前記駆動回転部寄りの位置であって、かつ駆動回転部の中心軸から外れた位置に設けられている請求項1に記載の金属軸材の拡径装置。 The rotating shaft that rotatably supports the driven rotating unit is a driven rotating unit.
2. The metal shaft expanding device according to claim 1, wherein the device is provided at a position close to the drive rotating portion and at a position deviated from a center axis of the drive rotating portion .
は2に記載の金属軸材の拡径装置。 The pressure means is a double-acting hydraulic cylinder.
3. The metal shaft expanding device according to 2.
する油圧ジャッキと、該油圧ジャッキの加圧力を駆動回転軸の中心軸方向の加圧力として従動回転部に伝達するカムとで構成される請求項1乃至3のいずれかに記載の金属軸材の拡径装置。 The pressurizing means pressurizes in a direction intersecting with the center axis of the drive rotating unit;
The metal shaft according to any one of claims 1 to 3, comprising: a hydraulic jack to be driven; and a cam for transmitting a pressing force of the hydraulic jack as a pressing force in a direction of a center axis of the driving rotary shaft to a driven rotating unit . Diameter expansion device.
従動回転部と加圧装置と偏倚装置と送り装置を備えた拡径ユニットを付設して構成される請求項1又は2に記載の金属軸材の拡径装置。The rotary head of a known lathe is used as a drive rotary unit, and a diameter expansion unit provided with a driven rotary unit, a pressurizing device, a biasing device, and a feed device is attached thereto. Diameter expansion device for metal shafts.
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